“我们对阻尼技术的演进要求是更加创新、实用,能够很好的满足更广泛领域的市场需求。”年逾七旬的中国工程院院士、湖南大学振动与冲击技术研究中心带头人陈政清谈及自己的科研项目时,依旧是满面红光、津津乐道。
陈政清长期从事桥梁等大型结构的工程力学问题研究,最早解决了我国悬索桥和斜拉桥的三维非线性设计与计算问题,在桥梁风工程理论与应用方面有着重要贡献。陈政清和记者说:“桥梁结构振动控制一直是工程界的一大难题,成因很复杂,到目前为止,可以说每一种引起振动的原因都还没有研究透彻。”
阻尼器是解决振动问题并保证工程安全与装备性能的必要设备。但传统减振技术用到的油阻尼器在往复荷载作用下存在漏油现象,而阻尼器一旦漏油,其阻尼力、阻尼系数就会减小,不能再满足工程要求,甚至存在安全风险隐患;此外,油阻尼器还存在寿命短、维护成本高、连接复杂、灵敏度低、启动阻力大等一系列问题。
对此,陈政清带领团队从2006年开始研究新一代阻尼技术,率先提出了电涡流阻尼的原创性概念,利用电磁感应原理产生阻尼力并耗能,开发出新型磁阻尼减振共性技术,设计出结构上可分离的永磁式电涡流阻尼器。该种阻尼器为纯金属构建,不含油,耗能元件无接触摩擦,且其“最短封闭磁路设计”最大限度地减少了漏磁和磁阻,使得阻尼器的启动摩擦力非常低,攻克了国际上电涡流阻尼不能用于低频工程结构减振的重大难题,大幅度的提升了工程适用范围。
2016年,陈政清团队将4件专利转让给湖南省潇振工程科技有限公司(下称潇振工程),共同开发磁阻尼与结构减振技术和产品。目前相关这类的产品已被应用于国内外40余个桥梁工程、建筑结构、电力工程等项目,这中间还包括张家界大峡谷玻璃桥、摩洛哥NOORⅡ太阳能集热塔、上海中心大厦、北京大兴国际机场等结构减振工程,近3年创造经济效益3.8亿元。
陈政清团队主要研发成员、结构振动控制专家牛华伟向记者举例道:“上海中心大厦采用的全世界首个电涡流摆式调谐质量阻尼器,重达1000吨,其可以大大降低风致加速度的峰值,降低幅度超过43%,以此帮助超高层建筑保持楼体稳定。去年在超强台风‘利奇马’的作用下,上海中心大厦阻尼器出现自2016年正式启用以来的最大摆幅,单边摆幅瞬时峰值一度达到70厘米,但这一阻尼器的极限摆动幅度理论上可达2米。”
好技术的产生离不开好“推手”。近年来,湖南大学与潇振工程联合投入逾1000万元,建立起大型多功能电涡流阻尼器试验系统、检测系统等功能较完善的研发技术硬件平台,目前正合作推进电涡流阻尼新技术在大型机械、武器装备、轨道列车、涡流制动等领域的应用和开发,与相关企业合作开发的军工装备、列车减振缓冲器、车辆悬架减振系统等都已进入产品中试阶段。
湖南大学科技成果转化中心一直在实时跟踪研发进展和成果披露,适时对陈政清团队进行中试辅导,帮助其对接更多的投融资机构。今年4月,科技成果转化中心组织召开了“湖南大学科技成果转化系列活动·院士专场——电涡流阻尼新技术产业化研讨会”,吸引了中车集团、中建集团、中国兵器集团等31家大规模的公司和12家知名投融资机构代表参会。现场多家企业和投融资机构表达了合作设想,希望就该项目展开深层次的交流与合作,以市场资本助力科技成果转化落地。